
- •Оглавление
- •Назначение антенн и их общая характеристика.
- •1.1 Классификация антенн.
- •Основные электрические параметры антенны.
- •2.1 Параметры I группы.
- •1. Режим бегущей волны (рбв)
- •2.Режим стоячих волн (рсв)
- •3.Режим смешанных волн (рСмВ)
- •Параметры второй группы
- •Диаграмма направленности (дн).
- •Фазовая диаграмма направленности (фдн).
- •Поляризационная диаграмма направленности (пдн).
- •Коэффициент усиления g.
- •Принцип взаимности и приемные антенны.
- •4. Специфические требования, предъявляемые к приемной антенне.
- •4.1 Требования, предъявляемые к приемным и передающим антеннам могут несколько отличаться.
- •5. Шумовая температура антенны.
- •Метод определения электромагнитного поля антенны.
- •6.1 Поле излучения линейных антенн.
- •6.2 Поле излучения аппертурных антенн.
- •6.3 Излучение элементарного электрического диполя.
- •6.4 Излучение элементарной электрической площадки источника Гюйгенса.
- •Симметричный вибратор в свободном пространстве.
- •7.1 Направленные свойства симметричного вибратора. Его диаграмма направленности.
- •7.2 Сопротивление излучения.
- •7.3 Входное сопротивление симметричной линии.
- •Уточненная схема замещения симметричного вибратора.
- •7.5 Действующая длина симметричного вибратора.
- •Кнд симметричного вибратора.
- •Взаимное влияние вибраторов.
- •8.1 Учет влияния Земли на параметры вибратора.
- •8.2 Частные случаи
- •Петлевой вибратор Пистолькорса.
- •Симметричный щелевой вибратор.
- •Направленные свойства системы излучателей.
- •9.1 Поле линейной системы идентичных излучателей (линейной антенной решетки).
- •9.2 Плоская двумерная антенная решетка.
- •9.3 Методы устранения дифракционного максимума у антенной решетки.
- •Многовибраторные директорные антенны.
- •Широкодиапазонные, или частотнонезависмые, антенны.
- •Тема: Питание вибраторных антенн.
- •Апертурные антенны.
- •Тема: Влияние амплитудного и фазового распределений на параметры дн антенны.
- •Влияние фазового распределения на параметры диаграммы направленности антенны.
- •Линейная фазовая ошибка.
- •Квадратичная фазовая ошибка.
- •Кубическая фазовая ошибка.
- •Тема: Открытый конец волновода (окв).
- •Тема: Рупорные антенны. Виды рупорных антенн.
- •Параметры рупорных антенн.
- •Пирамидальный рупор.
- •Конический рупор.
- •Расчет рупорных антенн.
- •Достоинства рупорных антенн:
- •Недостатки рупорных антенн:
- •Зеркальные антенны.
- •Параболоид вращения.
- •Параболический цилиндр.
- •Расчет диаграммы направленности зеркальной антенны.
- •Управление положением дн в за.
- •Порядок расчета зеркальной антенны.
- •Уменьшение воздействия отраженной волны на облучатель.
- •Облегченные конструкции зеркал.
4. Специфические требования, предъявляемые к приемной антенне.
Параметры приемной антенны могут быть определены исходя из принципов взаимности через параметры передающей антенны на основе принципа взаимности. Эти параметры в случае приемной антенны остаются такими же, только несколько меняется их физический смысл:
Параметры |
Передающая антенна |
Приемная антенна |
Сопротивление |
|
|
АНД |
Зависимость амплитуды вектора Е, от угловых координат |
Зависимость наводимой ЭДС от направления прихода волны |
КНД (Д), G |
|
КПД показывает, во сколько раз изменится мощность сигнала на выходе антенны при замене реальной антенны на ненаправленную, при условии, что помехи распределены по всему пространству равномерно |
|
Это
коэффициент связывающий
|
Это коэффициент который связывает ДС возникающая в антенне с напряженностью поля около приемной антенны в направлении главного максимума |
Поляризационные характеристики |
Совпадают |
4.1 Требования, предъявляемые к приемным и передающим антеннам могут несколько отличаться.
В отличие от передающих антенн при проектировании и конструировании приемных антенн не рассматриваются вопросы, касающиеся перенапряжений (т. е. электрического и теплового провода).
В диапазоне средних и длинных волн вопрос повышения КПД антенны теряет свое первостепенное значение. Это происходит потому, что в этих диапазонах потери в проводах и изоляторах не играют такой большой роли, как в случае передающих антенн, поэтому конструкция приемных антенн значительно упрощается;
В радиолакации и радионавигации очень высоки требования, предъявляемые к направленным свойствам приемных антенн, т.к. их применение способствует уменьшению напряжения внешних помех на входе приемника. Действенным средством борьбы с помехой, приходящей с определенного направления, может явиться приемная антенна, у которой регулируется направление нулевого приема. Как видно на рисунке, ориентацией «нуля» ДН в направлении помехи можно теоретически полностью ликвидировать ее действие, а практически – значительно ослабить. При этом главный лепесток ДН не должен быть слишком узким для того, чтобы изменение направления нулевого приема не вызывало значительного ослабления принимаемого сигнала.
5. Шумовая температура антенны.
На приемную антенну помимо полезного сигнала действуют поля естественно и искусственно создаваемых помех. К естественным радиопомехам относятся: шумы, вызванные тепловым излучением земли и земной атмосферы; космические помехи; помехи, вызванные тепловыми потерями в проводах и диэлектриках антенны. Как правило, они носят случайный или статистический характер. Для определения воздействия помех на антенну вводят понятие шумовой температуры антенны, по аналогии шумовой температуры двухполюсника.
(1)
k = 1,38•10-23 Дж/град - постоянная Больцмана,
T - абсолютная температура двухполюсника,
R - активное сопротивление двухполюсника,
Δ
диапазон частот (который мы будем
изменять).
Более полную характеристику шумовых свойств двухполюсника дает мощность шумов, подаваемая двухполюсником в согласованную нагрузку:
Подставляем (1)
Аналогично, мощность шумов, принимаемого антенной, можно записать в виде:
и
считать, что это значение полностью
определяется коэффициентом
.
- эквивалентная шумовая температура антенны. Это коэффициент имеющий размерность Кельвин или Градусы, которая связывает между собой рабочий диапазон антенны с мощностью шумов принимаемых антенной. Типичное значение шумовой температуры антенны составляет более 100 К. Самые совершенные антенны имеют близким к единицам Кельвин.
Источники шума также принято характеризовать шумовой температурой.
Шумовой температурой источника Тш называется температура такого абсолютно черного тела, которое создает в заданном диапазоне частот ту же интенсивность шума, что и реальный источник. Если интенсивность излучения шума по источнику распределена неравномерно, это значит, что различные точки этого источника излучают по-разному.
Тя - яркостная температура данной точки источника шума,
(4)
Связь между шумовой температурой антенны и шумовой температурой источника определяет формула: